TBS集中控制系统在西曲矿选煤厂的应用

王永成，杨海凤

（1.辽宁省阜新市水源建设有限责任公司，辽宁 阜新 123000；2.沈阳科迪通达工程技术有限公司，辽宁 沈阳 110013）

TBS集中控制系统在西曲矿选煤厂的应用

王永成1，杨海凤2

（1.辽宁省阜新市水源建设有限责任公司，辽宁 阜新 123000；2.沈阳科迪通达工程技术有限公司，辽宁 沈阳 110013）

介绍了集中控制系统在西曲矿选煤厂TBS粗煤泥分选工艺中的应用情况，控制系统设计、建立过程及基本功能。实践表明：TBS集控系统运行稳定可靠，效果良好，创造了显著的经济效益和社会效益。

集中控制；TBS；应用效果

1 项目概述

山西西山煤电股份公司西曲矿选煤厂设计能力为300万t/a，于1987年建成投产，主产品为12级焦精煤。采用重介质精选-煤泥浮选联合工艺，为适应煤矿生产的需要，满足市场的需求，西曲矿选煤厂于2011年对主洗车间粗煤泥分选采用TBS进行技术改造[1]，粗煤泥干扰床分选机（TeeteredBedSeparator），新增了TBS粗煤泥分选工艺的集中控制系统，改造后选煤工艺为重介质精选-粗煤泥分选（TBS）-煤泥浮选联合工艺，使得生产和管理过程得以优化，自动化程度高，能满足用户对产品指标的需求。

2 控制系统方案设计

2.1 设计要求

TBS分选机分选物料的粒度区间为0.15～3.00 mm，在工艺流程设计时，将TBS布置在重选系统和浮选系统之间，实现无缝全粒级的有效分选。采用TBS分选机，最大限度地降低重介系统和浮选系统的入料量，达到了降低介耗、油耗、电耗的目的[2]。

2.2 方案设计

2.2.1 自动化方案

TBS粗煤泥分选工艺选用GE90-30系列PLC控制系统作为自动化解决方案。对主洗车间TBS粗煤泥分选系统的主要工艺参数设置相应的在线检测，使用GE PROFICY HMI/SCADA-iFIX工控组态软件配备先进、成熟的生产过程监控软件，采集分析所有的数据，指导控制级实时完成对系统工艺参数的控制和所有生产机电设备的顺序启停控制，同时在集控室操作站上实时显示对各参数的预处理，并上传给生产管理系统网，处理现场发生的各种问题。控制系统网络按3层网络结构设计，包括信息层、生产监控层和设备层[3]。

1）设备层。TBS粗煤泥分选系统PLC主机采用1套90-30系列CPU控制整套工艺系统。CPU型号为IC693CPU374，该CPU采用无风扇设计，处理能力强，运行稳定，适用于对可靠性要求高的复杂控制对象。系列90-30PLC成本低、性能高，能方便地被应用于从简单的继电器逻辑到复杂的中大型自动化方案中。90-30 PLC主要的竞争优势在于：①强大的I/O的处理能力；②优良的CPU基本指标参数；③强大的网络扩展能力；S90-30还支持Profibus DP，以太网，WorldFip，Interbus S，Lonwrks，Devicenet，SDS等通讯网络方式。

2）生产监控层。系统上位机选用高性能工业计算机和GE公司研制开发的一流自动化监控组态软件iFIX V5.0[4]。 iFIX实时监控软件开发平台包含动态显示、报警、趋势、控制策略、网络通信等组件，为用户提供了一个友好的界面，能够在系统开发过程中不中断运行系统的正常运行，避免了切换期间停机问题。系统采用10M/100M自适应工业以太网环形网络结构，通过实时的I/O控制，控制器与上位机的数据传送，实现全系统的高效集成。

3）信息层。系统采用10M/100M以太网结构，用于全部的数据采集和程序维护。通过实施企业生产管理信息系统，将完成各种数据信息的收集、处理、统计、分析、存储，并根据不同的需求发送，来完成企业业务流程的全面实时控制和生产经营决策。西曲矿选煤厂硬件配置和网络结构如图1所示。

2.2.2 工业电视监控系统

结合西曲矿选煤厂的现场情况，工业电视监控系统包括监控中心、本地监控端和客户端。监控中心通过中心服务器来管理和配置系统内的监控主机。通过现场的监控端所采集的视频信号、数据都及时上传到监控中心的视频工作站或客户端，并连接到LED显示屏上。监控数据、图像可存储6个月以上，供事件查询、追溯。

图1 系统配置结构

2.3 TBS系统的重点工序

TBS系统监控项目主要技术参数见表1。

表1 TBS监控项目主要技术参数

3 控制功能实现

影响TBS分选效果的参数主要有入料粒级范围、浓度、供水压力、流量、电控系统及执行器的控制精度、响应速度等[5]。TBS分选机的分选密度可调，调节范围1.3～1.8 g/cm3；分选粒度范围宽，入料粒度范围为0.15～3.00 mm，最佳分选粒度0.25～1.00mm；无需添加重介质和化学药剂且无动力运行，节省生产成本；自动化程度高，执行器采用电液动智能控制，无需专人值守；处理量大，分选精度高。由于采用PLC结构化编程，整个TBS系统按工艺流程分为各控制子部分，各个子部分编程为各不相同的系统功能块。在主程序中根据工艺条件控制要求调用各功能块，分别控制各子部分的设备动作，完成系统的工艺需求和控制要求。TBS系统密度的控制精度稳定在设定值±0.005 g/cm3之间，满足工艺系统要求。现场设备及控制系统安装完成并检验合格后，开始开机调试。首先要确认执行器已经归零，底流阀完全关闭。然后缓慢上水，通过设定流量自动调节供水泵的供水，当水从溢流口开始流出后再入料。在此过程中要仔细检查阀门及管道是否漏水，如有漏水要及时处理。根据实际工艺要求设定系统密度，PLC控制系统会通过PID调节自动调整底流阀开度，以实现TBS系统的自动密度选煤。当出现故障时，通过查询诊断缓冲区信息，能很快查明故障原因。

4 结 语

西曲矿选煤厂TBS集中控制系统投用后，运行稳定可靠，应用效果良好，TBS粗煤泥分选系统实现自动化控制，配套辅助设备实现无人值守，减少了操作人员。TBS粗煤泥分选系统使精煤产品得到有效回收，主洗车间重介旋流器分选系统介耗降低，尾煤灰分控制在50%以上，精煤灰分控制在6%～8%，避免了总精煤灰分超标事故的发生，提高了精煤产率，经济效益显著。

［1］ 邢成国，许建宁，李宝.煤矿井下重介浅槽排矸系统设计与应用［J］.选煤技术，2011（5）：51-54.

［2］ 许建宁，岳兴华，张玉石，等.重介浅槽集中控制系统在西曲矿选煤厂的应用［J］.选煤技术，2015（2）：77-80.

［3］ 许建宁，张玉石，杨海凤.浅槽重介自动化系统在华丰矿选煤厂的应用［J］.选煤技术，2014（1）：70-74.

［4］ 柳二军.GE PAC3i冗余控制系统在寨崖底选煤厂的应用［J］.煤炭加工与综合利用，2012（6）：14-16.

［5］ GB/T 50359—2005煤炭洗选工程设计规范［S］.

【责任编辑：陈 毓】

Application of TBS centralized control system in Xiqu coal preparation plant

WANG Yongcheng1,YANG Haifeng2
(1.Fuxin Water Supplying Construction Co.,Ltd.,Fuxin 123000,China; 2.Shenyang Kedi Tongda Engineering Technology Co.,Ltd.,Shenyang 110013,China)

This article introduces the application of centralized control system in TBS teetered-bed separator,especially in design, establishment procedure and basic function of control system.Practice shows that TBS system runs stable and has good effect, which creates significant economic and social benefits.

centralized control;TBS;application effect

TD928.9

B

1671－9816（2017）04－0036－03

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.04.011

王永成，杨海凤.TBS集中控制系统在西曲矿选煤厂的应用［J］.露天采矿技术，2017，32（4）：36-38.

2016-11-17

王永成（1962—），男，辽宁大连人，高级工程师，本科，主要从事工业自动化、过程控制等方面的技术应用与管理工作。